[发明专利]一种基于激光干涉仪的机床平动轴几何误差快速测量方法

摘要

本发明公开一种基于激光干涉仪的机床平动轴几何误差快速测量方法，涉及数控机床误差测量辨识技术领域。确定激光干涉仪初始安装位置，驱动平动轴，采集平动轴行程上激光干涉仪读数：设置平动轴行程上等距分布的n个测量点，其中n>2；驱动平动轴至各个测量点，采集激光干涉仪的激光A和激光B的读数，在测量点p处，调整激光干涉仪至第二安装位置，使得第二安装位置与初始安装位置距离为L；驱动平动轴，采集平动轴行程上激光干涉仪读数，在测量点p处，计算各个测量点处平动轴运动方向线性误差；根据初始安装位置，结合第二安装位置激光干涉仪激光A的读数A₂和初始安装位置激光干涉仪激光A的读数A₁，计算各个测量点处平动轴方向线性误差。

主权项

1.一种基于激光干涉仪的机床平动轴几何误差快速测量方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、确定激光干涉仪激光A和激光B的相对位置，包括步骤：步骤1.1、确定待测平动轴的类型i，其中i＝x,y,z；步骤1.2、安装激光干涉仪，使得激光干涉仪激光A和激光B所在直线垂直于平动轴运动方向i；步骤1.3、确定激光干涉仪初始安装位置，使得激光干涉仪激光A和激光B所在直线平行于j方向，j＝x,y,z且j≠i；步骤1.4、测量激光干涉仪激光A和激光B之间距离M；步骤1.5、调整激光干涉仪中反射镜位置，保证激光干涉仪正常工作；步骤2、驱动平动轴，采集平动轴行程上激光干涉仪读数，包括步骤：步骤2.1、设置平动轴行程上等距分布的n个测量点，其中n>2；步骤2.2、驱动平动轴至各个测量点，采集激光干涉仪的激光A和激光B的读数，在测量点p处，激光A的读数为A₁(p)，激光B的读数为B₁(p)；步骤3、调整激光干涉仪至第二安装位置，使得第二安装位置与初始安装位置距离为L，包括步骤：步骤3.1、确定第二安装位置，使得第二安装位置与初始安装位置距离在k方向距离为L，其中k＝x,y,z且k≠j≠i；步骤3.2、保持激光干涉仪激光A和激光B之间距离M不变，沿着k方向移动激光干涉仪至第二安装位置；步骤3.3、调整激光干涉仪中反射镜位置，保证激光干涉仪正常工作；步骤4、驱动平动轴，采集平动轴行程上激光干涉仪读数，在测量点p处，激光A的读数为A₂(p)，激光B的读数为B₂(p)；步骤5、根据初始安装位置处激光干涉仪激光A的读数，计算各个测量点处平动轴运动方向线性误差δ_ii，其中i＝x,y,z；步骤6、根据初始安装位置处激光A和激光B的相对位置，结合激光干涉仪激光A的读数A₁和激光B的读数B₁，计算各个测量点处平动轴k方向角度误差ε_ik和j方向线性误差δ_ij，其中j,k＝x,y,z，且i≠j≠k，包含步骤：步骤6.1、结合激光干涉仪激光A的读数A₁和激光B的读数B₁，根据平动轴角度误差对激光干涉仪读数影响，得到各个测量点处平动轴k方向角度误差ε_ik计算公式为：其中ε_ik(p)表示平动轴测量点p处k方向角度误差；步骤6.2、基于激光干涉仪直线度误差计算原理由平动轴k方向角度误差ε_ik计算平动轴j方向线性误差δ_ij，得到各个测量点处平动轴j方向线性误差δ_ij计算公式为：其中δ_ij(p)表示平动轴测量点p处j方向线性误差，l_i表示平动轴行程；步骤7、根据第二安装位置与初始安装位置距离，结合第二安装位置激光干涉仪激光A的读数A₂和初始安装位置激光干涉仪激光A的读数A₁，计算各个测量点处平动轴j方向角度误差ε_ij和k方向线性误差δ_ik；步骤8、根据初始安装位置和第二安装位置激光干涉仪激光A和激光B的读数A₁、B₁和A₂、B₂，计算各个测量点处平动轴运动方向角度误差ε_ii。